相見恨晚的居家維修、電子手工藝好幫手 - UV 光固化膠

分享最近發現的好物 - UV 光固化膠。

蠻早之前便知道有 UV 膠這種東西，當時的認知是美甲用的，沒想過能拿來修東西或做手工藝。直到前陣子看到刺猬幫充電盤改造影片露了一手用 UV 膠密封電路防水，感覺超酷。研究一番也買了兩瓶來玩，一試之下驚為天人，有相見恨晚之嘆，特筆記分享。

UV 膠品牌眾多，特性、硬化時間各異，價格也不同。網路上有不少文章跟影片分享，我找到一篇較全面性的入門教學文：UV膠是什麼？哪裡可以購買UV膠自己做飾品？給初學者的小知識 by Aria Lin，經實際操作體驗後，歸納心得如下。

UV 膠較正式名稱是 Ultraviolet Curable Resin (紫外線光固化樹脂)，成品的質感接近壓克力，呈現透明狀且質地堅固，一大優點是不用 A、B 兩劑混合，擠出來就可用；UV 膠平時為液態或膠狀，需照紫外光才會固化，長期保存也不用擔心硬化變質，施工過程透過光照量控制進度，不必再跟時間賽跑，讓你可以從容操作談笑用兵，是上流社會的工具。

日常居家維修及做電子手工藝，常有簡單的固定或封裝需求，我過去用過不少材料，都有一些缺點：

• A、B 膠 - 而依比例混合，得抓好用量，調少了不夠用，調多沒用完的就浪費了。而固化需數分鐘，過程中膠會因重力流動變形，難以塑形
• 熱熔膠 - 流動性較差且冷卻速度快，不易深入縫隙角落，與物體表面貼合度受限，易剝離且無法做到防水
• 指甲油 - 用來保護電子零件表面還不錯，但需接觸空氣才會固化，只能用於淺薄的表面塗層
• 3D 列印外殼 - 客製化彈性極佳，可精細控制造型，但建模及列印很花時間
• 壓克力 - 密封性極佳，堅固美觀，但必須準備模具等上數小時固化，工程浩大
• 塑鋼土 - 塑鋼土強度高可承重，可耐冷熱酸鹼日曬雨淋，有其不可取代性，但黏土狀施工不易，不適合精細應用

而 UV 膠依黏稠度呈透明液體或膠狀，紫外光 LED 照射幾十秒即可固化，硬化後像透明壓克力，表面光滑外形美觀，且與物體表面貼合緊密，有不錯的固定效果。雖不能用於承重，但用於固定小零件、封裝零件表面，效能很不錯。

UV 膠依黏稠度有分稀款、中稠款及濃稠款，可以想成膠水到白膠的差別。中高稠度的 UV 膠有特殊應用，擠出後趁還是水滴狀時用 UV LED 照射固化，可堆積出立體結構。像是將 UV LED 手電筒改接 USB 插頭時，我就用中稠 UV 膠以鐘乳石工法堆出一根支柱。(如下圖)

稀款 UV 膠的好處是流動高，能快速滲入孔隙形成平坦表面，也較不容易形成氣泡，適合要覆蓋大面積薄層的場合。基本上我會二者交互使用，用中稠款固定及搭建主結構，必要時再用稀款形成防水絕緣層：

除了做電子手工藝，UV 膠在居家維修上也很好有。前陣子接獲一則報修案件 - 太陽眼鏡鏡腳斷裂，依過往經驗，靠三秒膠黏接斷面通常撐不住應力，三兩下就會再裂開。這次用三秒黏合後多補了一層 UV 膠強化，強韌性大大提升。

接著來談談 UV 照射固化。不同廠牌的膠，所需時間不同，我買到這款 UV 膠的規格是：UV LED 9W 手電筒 30 ~ 90s、36W UV 燈 2 ~ 4min、晴天太陽光 5 ~ 10min、多雲陽光 20 ~ 40min。實務上應不會有人有閒工夫曬太陽曬半小時，尤其要用稠款做立體結構時，所以 UV LED 通常是首選。依實際操作經驗，照個十幾秒就可定型，固定零件時我會先在四周點幾滴固定位置，之後再逐一填滿周邊久照使其完全固化。

我格外好奇 UV LED 的危險性，會不會對眼睛跟皮膚造成傷害？(大家都知道紫外線會造成白內障、曝曬過量會致癌) 研究了一下，紫外線分為 UVA、UVB、UVC 三種：

• 紫外線A（UVA）：指波長320〜400nm的紫外線（長波紫外線），波長最長，能量最低，但長期照射仍可能造成肌膚老化及損傷。UVA 再分為波長320〜340nm稱為紫外線A2（UVA-2）、波長340〜400nm稱為紫外線A1（UVA-1），前者傷害性較強，常會引起肌膚曬傷，變紅發痛，日光性角化症（即俗稱老人斑）。後者滲透力強，則可達肌膚真皮層，讓肌膚被「曬黑」。
• 紫外線B（UVB）：指波長280〜320nm的紫外線（中波紫外線），僅能達到肌膚表層，造成肌膚表層受傷，引起立即性的曬傷。利用這種特性可治療乾癬。UVB 會讓肌膚角質增厚，暗沈，變紅，眼膜發炎，發痛，變得較乾，以及增加皮膚癌的機率：UVB的能量雖然比UVA來的強，但卻較容易防護。
• 紫外線C（UVC）：指波長200〜280nm的紫外綜，能量就越強，對肌膚傷害最大。自然界 UVC 大部份會被大氣層中的臭氧層隔離，只有極少量到達地面，大致對人體影響不大，但近年來臭氧層不斷的遭受破壞，UVC 對人體傷害的可能性也逐漸增強。

在第一張照片的 UV LED 手電筒是最常見的 UV 固化設備，網拍上最便宜的 20 元一支，實測的固化效果挺好。網路查到的規格，其 LED 波長為 395nm，屬於 UVA-1，故除了要避免眼睛直視，一般使用上應該還算安全。

但「透過 UV 控制硬化」是優點也是缺點，光照後才會固化，保存在不透光容器裡久放也不會硬化，但應用場合也侷限於 UV 光能照到的表面或透明容器，一旦流到不見光的角落，永遠都不會固化。

最後，工欲善其事，必先利其器。為方便日後 UV 膠固化操作，我前後改造了三組 UV LED 手電筒，改為 USB 供電加蛇管可調角度，未來要做長時間大範圍固化就順手多了。(拿 UV LED 手電筒亂玩，才發現鈔票有這麼多玄機)